Разработка алгоритмов контроля и диагностики системы управления ориентацией космического аппарата
Дипломная работа - Математика и статистика
Другие дипломы по предмету Математика и статистика
>
где ADj погрешности установки ПСК ГИВУС относительно ВСК;
yxj вычисленный на борту угловой уход (j=13).
Алгоритм тактированный, работает с тактом То=0,1 с.
4. Алгоритм контроля ГИВУС
Контроль осуществляется при условии IZCON=0.
Алгоритм рассчитывает приращение угла по контрольной оси и сравнивается с приращением, полученным с контрольного ЧЭ [21]:
k = Cncon,1g1 + Cncon,2g2 + Cncon,3g3
|k -ncon|<p
где ncon номер контрольного ЧЭ;
p порог контроля информации.
Если разность не превышает порог p, заданный в ПЗ, то все включенные ЧЭ считаются исправными. В противном случае для идентификации отказавшего ЧЭ алгоритм формирует заявку на подключение пятого ЧЭ. После достижения им точностной готовности происходит идентификация отказавшего ЧЭ следующим образом: из 5 задействованных ЧЭ формируется 5 групп по 4 ЧЭ в каждой. Для каждой группы вычисляется скалярное рассогласование между показаниями этих ЧЭ. При наличии отказов рассогласование превышает порог p и формируется признак ненормы. Поскольку каждый из 5 включенных ЧЭ входит в 4 группы, то при одном отказавшем ЧЭ ненорма рассогласования возникает в 4-х случаях. Для той группы, куда не вошел отказавший ЧЭ, рассогласование будет в норме [21].
Признаку отказа с номером неисправного ЧЭ присваивается значение 1 и спустя время задержки на формирование признака неисправности, заданное в ПЗ, выдается заявка на его отключение.
Если ненорма рассогласования возникла не в 4-х случаях или ненорма возникла при работе на 4 ЧЭ, когда 2 ЧЭ отказали ранее, то формируется признак ненормы контроля, идущий в телеметрию и никаких решений автономно не принимается.
Алгоритм формирует признак смены работающего комплекта ЧЭ IPSM=1.
При отсутствии точностной готовности прибора, или при количестве отказавших ЧЭ, большем 3, или на время переключения диапазонов, или на время подключения 5-го ЧЭ для идентификации отказа формируется IGIV=0. Иначе прибор считается информативным.
На время отсутствия информативности ГИВУС рассчитывается прогнозируемое приращение угла поворота объекта за такт, которое поступает в алгоритм оценки скорости [21]:
,
где - оценочная эффективность исполнительных органов;
n номер такта.
Алгоритм тактированный, работает с тактом То=0,1 с.
Расчет суммарной погрешности
Рассчитаем суммарную погрешность для ЧЭ ГИВУС 1, 3, 5, 6 в виде:
; (4.16)
где - погрешность цены импульса;
- погрешность случайного ухода;
- погрешность, обусловленная ошибками установки.
Пусть скорость направлена по оси 6-го ЧЭ.
Матрица установки С (6х3) имеет вид:
; (4.17)
Элементы матрицы С определяются выражениями:
(4.18)
После тригонометрических преобразований и предположения, что , выражения (4.18) будут иметь вид, соответственно:
(4.19)
Определим составляющие выражения (4.16).
- Вычислим
- погрешность цены импульса.
Пусть с ГИВУС поступают выходные импульсы Ni (i = 1, 3, 5, 6):
(4.20)
где приращение угла поворота объекта вокруг оси чувствительности i-го
ЧЭ ГИВУС за такт;
реальная цена импульсов i-го ЧЭ ГИВУС;
[…] операция выделения целой части.
В алгоритме обработки информации ГИВУС приращение угла поворота объекта за такт вычисляется по формуле [7]:
(4.21)
где - алгоритмическая цена импульсов i-го ЧЭ ГИВУС, взятая из ПЗУ или ПЗ.
Подставляя величину в виде [7, 16, 21, 22]:
где - ошибка знания реальной цены импульсов ГИВУС, и полагая в (4.3.5) в данный момент времени, из (4.18) получим [16]:
где - ошибка в вычислении приращения угла в алгоритме обработки информации ГИВУС, определяемая по формуле [22]:
(4.22)
Контрольную разность можно представить в виде [7]:
(4.23)
Т.к. ошибки случайны и независимы между собой, получим [21]:
(4.24)
где - ошибка в вычислении приращения угла поворота в ПСК ГИВУС, которая вычисляется по формуле [7, 16, 21]:
(4.25)
где В(j, i) матрица управления, которая имеет вид:
,
,
.
После подстановки в (4.25) численных значений и некоторых предположений, мы получим значение погрешности от цены импульса .
2. Вычислим - погрешность случайного ухода.
В данном случае имеем [7, 21, 22]:
(4.26)
тогда после подстановки в (4.24) (4.25) и с учетом (4.26) мы получим значение погрешности от случайного ухода .
3. Приведем методику вычисления - погрешности, обусловленной ошибками установки
Данная погрешность вычисляется по формуле [7 ,16]:
4.4 Алгоритм стабилизации
В правых частях динамических уравнений (1.1) стоят проекции вектора главного момента всех внешних сил М, действующих на корпус космического аппарата : .
Характерной особенностью момента управления является активность, он появляется в результате включения вспомогательных органов (в частности реактивных двигателей стабилизации), и исчезает при их отключении. Момент , следует логике теории автоматического управления, и обеспечивает заданное угловое движение корпуса космического аппарата [1, 3].
Источником внешнего возмущающего момента , является взаимодействие с внешней [1, 4, 6, 10, 12] средой, приводящее к появлению действующих на корпус внешних сил гравитационного, аэродинамического, светового, магнитного и др